嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面混凝土防裂措施研究.pdf

1、我國西北與東北大部分地區(qū)最冷月平均氣溫低于-10.0℃，屬嚴(yán)寒地區(qū)。由于碾壓混凝土壩具有施工速度快、造價低等優(yōu)點(diǎn)，在嚴(yán)寒地區(qū)也是非常有競爭力的壩型。嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土壩的施工與氣候溫和地區(qū)相比較，最大的區(qū)別在于其施工期一般為每年的4月份～10月份，10月底至翌年4月初由于外界氣溫太低，不適宜澆筑混凝土，越冬層面須間歇5個月之久。由于上、下層混凝土的大溫差及下部混凝土對上部混凝土的強(qiáng)約束，致使壩體越冬層上、下游面易出現(xiàn)水平裂縫。如何有效防

2、止和減少越冬層面水平裂縫的產(chǎn)生是嚴(yán)寒地區(qū)修建碾壓混凝土重力壩面臨的嚴(yán)峻課題。本文主要進(jìn)行了以下研究工作：
　　 (1)針對我國在嚴(yán)寒地區(qū)已建碾壓混凝土重力壩越冬層面出現(xiàn)水平裂縫這一工程實際問題，分析了越冬層面水平裂縫出現(xiàn)的原因，并提出改善越冬層面混凝土溫度應(yīng)力的措施。
　　 (2)根據(jù)熱傳導(dǎo)理論及有限元方法建立溫度場與溫度應(yīng)力場有限元計算方程；在大型商業(yè)有限元計算軟件ANSYS平臺上，運(yùn)用APDL語言編制計算碾壓混凝土重

3、力壩溫度場與溫度徐變應(yīng)力場的有限元計算程序，并對嚴(yán)寒地區(qū)某碾壓混凝土重力壩進(jìn)行施工期及運(yùn)行期全過程的仿真計算分析，得出越冬層面溫度應(yīng)力的一般規(guī)律。
　　 (3)在充分分析現(xiàn)有表面保溫數(shù)值模擬計算方法的基礎(chǔ)上，提出基于熱-結(jié)構(gòu)耦合殼單元的大體積混凝土表面保溫計算方法，并對嚴(yán)寒地區(qū)某碾壓混凝土重力壩表面及越冬層面的保溫進(jìn)行仿真計算，得出表面保溫對碾壓混凝土表面及越冬層面的影響效應(yīng)；采用升溫水管來縮小越冬層面上、下層碾壓混凝土的溫差，

4、減小越冬層面混凝土的溫度應(yīng)力，并運(yùn)用熱流管法計算升溫水管的升溫效果；在越冬層面一定高程內(nèi)采用微膨脹混凝土，利用微膨脹混凝土的延遲微膨脹性來補(bǔ)償越冬層面上部混凝土收縮變形受下部強(qiáng)約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，分析得出微膨脹混凝土對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面應(yīng)力改善的效應(yīng)；在越冬層面上、下游側(cè)設(shè)置水平人工短縫，采用接觸單元模擬人工短縫的特性，得出人工短縫對嚴(yán)寒地區(qū)碾壓混凝土重力壩越冬層面溫度應(yīng)力的釋放效應(yīng)。
　　 (4)利用VB與Surf